اپتوژنتیک ، شیمی ژنتیک و حسگرهای زیستی برای علوم اعصاب سلولی و مدار
مروری بر دوره
دستکاری دقیق مکانی-زمانی و خواندن عملکرد مدار مغز یکی از طولانی ترین چالش های علوم اعصاب بوده است. انفجار اخیر در زمینه ابزارهای رمزگذاری شده ژنتیکی برای کنترل و اندازه گیری فعالیت عصبی ، بررسی عملکرد مغز را بسیار وسیع کرده است ، از سیناپس های تک گرفته تا مدارهای مقیاس بزرگ. هم کنترل و هم بازخوانی فعالیت عصبی را می توان در مقادیر بزرگی در فضا و زمان بدست آورد ، از میکرومتر تا کل مناطق مغز و از میلی ثانیه تا روزها.
این دوره به شرکت کنندگان این فرصت را می دهد تا با استفاده از جدیدترین ابزارهای کدگذاری ژنتیکی و تجهیزات پیشرفته برای بررسی مدار مغز ، تجربه عملی را کسب کنند. تمرکز ویژه ای روی دستکاری های چندگانه و خواندن مدارهای مغزی خواهد بود. شرکت کنندگان با اصول بیوفیزیکی پشت سنسورها و محرک ها آشنا می شوند و آموزش های تکمیلی با سابقه آنها در جنبه های فنی رویکردهای تجربی آموزش داده می شود.
در آزمایش های عملی ، از محرک های اپتوژنتیک و شیمیوژنتیک ، از جمله کانال های یونی تحریک کننده و بازدارنده ، پمپ ها ، آنزیم ها و گیرنده های جفت شده با پروتئین G استفاده خواهد شد. این محرک ها با شاخص های ژنتیکی فعالیت عصبی شامل شاخص های کلسیم و ولتاژ و همچنین شاخص های انتقال دهنده های عصبی و تنظیم کننده های عصبی مانند گلوتامات ، دوپامین و نوراپی نفرین تکمیل می شوند.
این دوره طیف وسیعی از سیستم های آزمایشی را با تأکید بر مدارهای عملکردی مغز در شرایط in vivo پوشش می دهد. در نهایت ، شرکت کنندگان از طریق تجزیه و تحلیل داده ها و تفسیرهای مفهومی آزمایشات خود راهنمایی می شوند.
پوسیدگی دندان (پوسیدگی دندان) شایع ترین بیماری مزمن در کودکان و بزرگسالان است ، اگرچه تا حد زیادی قابل پیشگیری است. اگرچه در بیشتر چهار دهه گذشته پوسیدگی در بیشتر آمریکایی ها کاهش یافته است ، اما تفاوت ها در برخی گروه های جمعیتی همچنان وجود دارد. علاوه بر این ، این روند نزولی اخیراً برای کودکان خردسال معکوس شده است.
نظر سنجی ملی سلامت و تغذیه (NHANES) از اوایل دهه 1970 یک منبع مهم اطلاعاتی در مورد بهداشت دهان و دندان و مراقبت از دندان در ایالات متحده بوده است.
پوسیدگی دندان (پوسیدگی دندان) شایع ترین بیماری مزمن در کودکان و بزرگسالان است ، اگرچه تا حد زیادی قابل پیشگیری است. اگرچه در بیشتر چهار دهه گذشته پوسیدگی در بیشتر آمریکایی ها کاهش یافته است ، اما تفاوت ها در برخی گروه های جمعیتی همچنان وجود دارد. علاوه بر این ، این روند نزولی اخیراً برای کودکان خردسال معکوس شده است.
نظر سنجی ملی سلامت و تغذیه (NHANES) از اوایل دهه 1970 یک منبع مهم اطلاعاتی در مورد بهداشت دهان و دندان و مراقبت از دندان در ایالات متحده بوده است.

رنگ in vitro ، تصاویر OCT و microCT از دو دندان کشیده با ضایعات اکلوزال و بین پروگزیمال. خطوط نقطه چین خط مقطع را نشان می دهد. ضایعات در دایره های زرد هستند. تصاویر OCT با استفاده از یک نمونه اولیه با سرعت بالا از سیستم OCT منبع رفت و برگشتی از Axsun Technologies (Billerica، MA) مجهز به اسکنر مبتنی بر MEMS قادر به گرفتن تصاویر سه بعدی از کل دندان ، تهیه شد.

هم پراکندگی نور در مینای دندان (رد قرمز) و هم جذب آب (رد آبی) در طول موجهای نزدیک به 1300 نانومتر کم است و این طول موجها را برای نورافشانی بهترین می سازد. طول موجهای بالاتر از 1400 نانومتر برای مطالعه با بازتاب مناسب است ، زیرا پراکندگی در مینای دندان همچنان کاهش می یابد و جذب آب کنتراست بین بافتهای سالم و غیر معدنی را کاهش نمی دهد.

روشهای نوری در توصیف دندانها یا مطالعه پوسیدگی دندان چیز جدیدی نیست. برای مثال ، میکروسکوپ نور قطبی بیش از یک قرن است که استفاده می شود. درک پتانسیل اشکال جدید تصویربرداری نوری در مجموعه دندانپزشکی ، مستلزم آشنایی با نحوه شکل گیری پوسیدگی است.
باکتری های دهانی که از کربوهیدرات های قابل تخمیر تغذیه می کنند ، اسیدهای آلی تولید می کنند که ساختار دندان را حل کرده ، مینای دندان و عاج را از بین می برد. از دست دادن مواد معدنی به نوبه خود منجر به ایجاد منافذی می شود که نواحی ضایعه زیر سطحی را ایجاد می کند و ساختار دندان های غیر معدنی به شدت نور را پراکنده می کند. رادیوگرافی تغییرات از دست دادن مواد معدنی را تشخیص می دهد ، در حالی که روش های نوری تغییرات پراکندگی نور را تشخیص می دهند. اسیدها و باکتری ها می توانند از طریق مینای دندان به عمق بیشتری به دندان نفوذ کرده و قبل از مشاهده پوسیدگی در اشعه ایکس دندان ، به سرعت از طریق عاج زیرین به داخل دندان منتقل شوند.
در صورت وجود فلوراید در بزاق ، مناطق ضایعه را می توان با رسوب فلوراپاتیت ، ماده معدنی که منافذ را در نزدیکی سطح ضایعه پر کرده ، تشکیل می دهد و یک کلاه شفاف بسیار معدنی شده را تشکیل می دهد. این لایه سطحی یا "اسکار" روی ضایعه از انتشار آن جلوگیری می کند و پیشرفت بیشتر را متوقف می کند. از آنجا که بدن ضایعه دستگیر شده به طور معمول قابل مشاهده است ، برای دندانپزشکان دشوار است که بین ضایعات فعال و در حال پیشرفت و آنهایی که دستگیر شده اند تمایز قائل شوند. روش های جدید تصویربرداری نوری می تواند به دندانپزشکان کمک کند تا تشخیص دهند که آیا یک لایه سطحی شفاف روی ضایعه ایجاد شده است یا خیر و آیا فعال است یا خیر.

انواع تکنیک های نوری می توانند برخی از کاستی های ابزارهای سنتی را برای یکی از قدیمی ترین کارهای دندانپزشک - یافتن حفره ها - برطرف کنند.
علیرغم پیشرفت چشمگیر در درمان ، پوسیدگی دندان - پوسیدگی دندان - شایع ترین بیماری مزمن در کودکان و بزرگسالان است. دندانپزشکان معمولاً از ابزارهای بصری و لمسی (به عنوان مثال ، کاوشگرهای دندانی) ، همراه با رادیوگرافی (اشعه ایکس دندان) ، برای شناسایی ضایعات پوسیدگی یا حفره ها استفاده می کنند. استفاده گسترده از فلوراید به این معنی است که ضایعات معمولاً در جایی که فلوراید به راحتی نفوذ نمی کند ظاهر می شوند-معمولاً در حفره ها و شکافهای تاج دندانهای خلفی (ضایعات اکلوزال) ، یا در نقاط تماس بین دندانها (ضایعات بین پروگزیمال) به این امر تشخیص آنها را با وسایل معمولی دشوار می کند. ضایعات همچنین در نزدیکی سطوح ریشه دندان جمع می شوند و مشکل فزاینده ای در جمعیت سالمند ایجاد می کنند.
دستگاههای تصویربرداری نوری جدیدی که از فلورسانس و نور مادون قرمز نزدیک و موج کوتاه استفاده می کنند در دسترس دندانپزشکان قرار گرفته است و سیستم های دندانپزشکی مبتنی بر OCT در دست توسعه است.
خوشبختانه چندین دستگاه تصویربرداری نوری جدید که از فلورسانس و نور مادون قرمز (NIR) و مادون قرمز موج کوتاه (SWIR) استفاده می کنند در دسترس دندانپزشکان قرار گرفته است-و سیستم های دندانپزشکی بر اساس توموگرافی انسجام نوری (OCT) در دست توسعه است. این تکنیک ها نه تنها فاقد اشعه یونیزه کننده مورد نیاز برای رادیوگرافی هستند ، بلکه مزایای قابل توجه دیگری نسبت به رادیوگرافی برای تشخیص و ارزیابی پوسیدگی دندان دارند.